大规模分布式资源若不加以有效管控 将威胁电力系统安全稳定运行 l 分布式冷热负荷具典型 性、占比最大的可调节 负荷 l 山东电网分布式冷热负 荷总量超过1500万千瓦 2023年我国新能源汽车保有量 万辆 一、项目背景 4 分布式可调节资源涌入电网给电力系统运行带来严峻挑战 l 分散广、容量小、数 目多的分布式可调节 资源调节潜力如何挖 掘并利用； l 如何对分布式可调节 资源参与调峰潜力有 资源参与调峰潜力有 效评价并良性促进调 峰效果。 挑战1 挑战2 挑战3 l 分布式可调节资源如 何实现去中心化的协 调管控，有效参与电 网调峰； 一、项目背景 5 一、项目背景 基于区块链技术可实现分布式资源的聚合管控 实现从“源随荷动”的传统电力平衡模式向“源荷互动”的新模式的转型 区块链作为一种新兴的分布式基础架构，具有去中心化、公开透明、 不可篡改、 可追溯等特点，更符合分布式 研究了可调资源个体模型在信息空间的建立方法 二、总体思路及主要内容 8 z 难 点 一 传统聚类算法难以全面适应电 网分布式资源的多样性和规模 难 点 二 分布式资源调峰通信负担重 个体竞争力弱，共识信任难 难 点 三 分布式资源调峰性能评价复杂， 个体差异大，互动策略不明确， 评价体系和信任机制需完善 基于电气距离等多维度指 标的多视角聚类算法，增 强电网资源调节能力 创

设施高质量发展行动计划（2023）》、《算力互联互通行动 计划（2025）》的要求，我国在加速智算中心建设的同时， 亟需构建服务于产业数字化的边缘算力系统，强化场景化就 近算力供给能力。本报告针对当前边缘算力资源碎片化、组 网方式多样化、管理孤岛化等问题，首次系统化提出“异网 异构边缘算力系统”架构，通过多元异构算力融合调度与跨 域网络智能协同关键技术，为边缘算力的建设和发展提供实 施路径参考。 类应用对于算力的需求不断增长，尤其是人工智能训练神经网络大模 型需要处理海量数据，大量通用大模型、专用大模型、行业大模型等 对算力提出了远超传统应用的需求，我国建设算力总规模正在稳步提 升，位居全球第二。目前算力资源主要分为中心算力、边缘算力和本 地算力。其中，智算中心在处理计算任务时面临实时性较弱与隐私风 险，而很多设备的本地算力远不能满足人工智能、大数据等技术应用 要求。在新型工业网络、车联网等场景中，算力基础设施需要满足实 进程导致算力硬 件和互联网络呈现出较大差异，异网异构资源难以高效管控与对外服 务。我国边缘算力设施存在差异巨大的异构算力硬件，芯片类型包括 了通用 CPU、GPU、FPGA、ASIC 等，服务器架构具有并存的 x86 架构 与 ARM 架构，导致算力度量、管控和调度需要克服不同芯片厂商的标 准差异。单一边缘节点受限于算力容量、计算资源异构、并发服务总 2 数等短板，难以满足大规模用户的请求，导致各单位建设了大量的边

电力系统。面对新能源的间歇性、随机性、波动性，在 大范围内，大规模风光基地可使用特高压输电通道促进 消纳，并结合大型火电站予以调节；而在区域范畴，虚 拟电厂以其天然的资源聚合与调度特性，将成为区域电 力系统稳定运行的重要支持，通过释放源储荷资源内在 的调节潜力，促进新能源有效利用、推动能源结构优化， 实现成本、清洁、安全共赢的电力系统可持续发展，为 能源体系从化石燃料转向可再生能源保驾护航。 2021-2030年全国电网统调最大用电负荷 能源新纪元系列：虚拟电厂行业趋势洞察 4 5% 5% 在这个过程中，可调节负荷资源的快速增长 为电力系统提供了新的可能性。随着非连续 性生产型工业的用电活动、第三产业用能、 工商业储能、电动交通等可调节性的用电需 求占比的提升，如何将用电负荷“挑战”转 化为灵活性调节“资源”，成为新能源实现 高效消纳和保障供需平衡的新方案，推动电 力系统从“源随荷动”逐步向“源荷互动” 拟电厂作为灵活性资源的聚合商和调节商， 通过响应价格信号，聚合与调节灵活性资源 保障电力系统稳定运营，将成为电力市场施 行调节能力的重要组成。 虚拟电厂的成熟模式 成熟模式下，虚拟电厂主要通过聚合负荷侧 资源，参与需求响应来实现源荷平衡，这种 方式相较于电源侧增加容量和储能侧增加灵 活性调节能力，更加注重对负荷侧存量资产 的再开发利用（如数字化驱动的节能降耗改 造从而让节能资源具备可聚合性），从而实

相关政策的制定和落地，推动中国电力行业的改革和可持续发展，提高电力行业节能减排、应对气候变化的 能力。 报告编写人员 苏州中咨：许相敏、程环宇、薛会、郭凤凤、徐璐、庞锐晰、郄梦婧 感谢自然资源保护协会对报告提出的意见和建议 项目课题组 @Cover Image on 图虫创意 苏州中咨成立于1994年，是中国国际工程咨询公司的 控股子公司，是长三角地区重要的综合性咨询机构之 一 询、管理咨询、全过程咨询等现代咨询服务。已累计承 担 5000 多项各类咨询业务，服务区域从长三角拓展到 全国绝大多数地区，同时积极响应“一带一路”倡议，咨 询服务涉足加拿大、澳大利亚、非洲、东南等海外国家 和地区。 自然资源保护协会（NRDC）是一家国际公益环保 组织，成立于1970年。NRDC拥有700多名员工，以 科学、法律、政策方面的专家为主力。NRDC自上个 世纪九十年代起在中国开展环保工作，中国项目 ������������������������������������������ 23 3�1 苏州工业园区资源分析 ������������������������������������������������������������������24 3�2 园区虚拟电厂建设资源汇总 �����������������������������������������������������������33

新型电力系统建设运行面临平衡性资源严重不足的挑战。 口 装机量方面，截至2023年底，全国风电、光伏装机达到10. 5亿干瓦1, 已占累计发电装机容量的36. 0?? 口 发电量方面，截至2023年底，全国清洁能源发电量达2. 7万亿千瓦时，占全国总发电量的30. 2其中风光发电总量达 1. 09万亿千瓦时，占总发电量12. 4??? 口 传统“源随荷动”的电网运行调节方式受到挑战，灵活性调节资源容量不足，到2025年可再生能源功率调节缺口需求约 在极端天气或发电侧出力不足等场景下，虚拟电厂 组织多元用户资源主动参与需求响应市场邀约、调 峰辅助服务和现货交易，最大程度支撑电网安全稳 定运行和电力可靠供应。 促进电力市场健康发展 虚拟电厂充分发挥规模效应和平台作用，为海 量小规模、无法独立参与电力市场的需求侧资 源提供参与市场竞争的机会，为电力市场培育 新型市场主体。 服务新能源并网消纳 虚拟电厂引导需求侧资源主动匹配可再生能源出力曲 线，最大限度提升可再生能源消纳能力。 中国电力科学研究院有限公司 G 2. 发展现状——国外虚拟电厂发展现状 欧洲：以分布式电源、储能资源为主，主要针对实 现分布式电源可靠并网和电力市场运营 典型实践—德国Next Kraftwerke欧洲最大虚拟电 美国：聚焦负荷资源聚合调配，推动小 规模分布式电源参与电力市场 厂：聚合资源包括沼气电厂、热电联产厂、水电、 光伏、电池储能、电动汽车、工业负荷等。截至 2022年底，聚合规模约为1230万干瓦，聚合单元

强化电力平衡管理，建立考虑负荷类型和分布式能源 拓展配电自动化主站分布式光伏功能应用，推进台区智 心 的负荷预测机制。加强日内平衡管理，动态分析风光 能融合终端与光伏并网断路器、光伏逆变器、 智能电能 水煤气蓄等资源的发电能力和全网增供潜力，提前预 表的就地交互及深化应用，实现中、低压并网光伏的可 22 判日内平衡风险。 观、可测与就地调控。 年重点工作 年重点工作 落实公司支持服务分布式光伏规模化开发工作方案， 实现分钟级数据采集功能，试点建设县域分布式光伏 分布式光伏并网监控、电动汽车有序充电等功能规模 应用。 功率预测与监视系统。 开展台区级低压分布式电源功率自主平衡试点，提升 研究分布式资源安全接入的实现方法，研发适应分布式 分布式电源调节能力。 资源高比例接入的边缘终端扩展应用支撑模块。 政策背景 大力发展风电、太阳能发电，提升非化石能源在终端能源消费中的占比，是实现“30.60”双碳目标的题中之 然而，推动 方面，能源系统的清洁化和供能可靠性要求，使得社会用能成本的降低面临较大压力。风电、太阳能发电较之 传统煤电的发电成本仍然较高，并且为了保障风电、太阳能发电顺利并网，需配套建设大量调峰资源以保障系统 运行的安全性，风电、太阳能发电仍不具备取代煤电的经济性 同时，我国风、光等自然资源与负荷中心存在显著的逆向分布特征，大量的新能源电力需要通过特高压通道输送 消纳，大规模的输电通道投资和固有的输电损耗也进一步降低了风电、太阳能发电开发的经济性。

智能电表等交互，实现台区全景监测、故障精准研判 、 分布式光伏并网监控、 电动汽车有序充电等功能规模 应 用。 强化电力平衡管理，建立考虑负荷类型和分布式能源 的负荷预测机制。 加强日内平衡管理，动态分析风光 水煤气蓄等资源的发电能力和全网增供潜力，提前预 判日内平衡风险。 落实公司支持服务分布式光伏规模化开发工作方案， 在“三华”地区建设基于调控云的分布式电源调度管 理 功能，强化分布式电源的国 - 网 - 省 功率预测与监视系统。 提出分布式电源集群参与调频、调压、调峰的协同调控 方法。 提升新能源功率预测水平和气象预测预警水平，加 强 风电、光伏预测功能建设。 研究分布式资源安全接入的实现方法，研发适应分布式 资源高比例接入的边缘终端扩展应用支撑模块。 开展台区级低压分布式电源功率自主平衡试点，提 升 分布式电源调节能力。 国 调 中 心 2 年 风电、太阳能发电的出力具有明显的波动性和间歇性特征，大规模接入将使得电力系统的电压稳定、功率平衡等 面 临严峻挑战，而我国现有电力系统灵活性调峰资源的缺失和柔性控制与系统调度能力的短板难以应对大规模新 能 源接入。必须投入大量资金用于系统灵活性资源的建设、改造以及电网基础设施的升级，从而带来用能成本的 变 化，亟需从系统层面协调大规模新能源接入与用能成本、系统运行可靠性三者的协调问题。

智能电表等交互，实现台区全景监测、故障精准研判 、 分布式光伏并网监控、 电动汽车有序充电等功能规模 应 用。 强化电力平衡管理，建立考虑负荷类型和分布式能源 的负荷预测机制。 加强日内平衡管理，动态分析风光 水煤气蓄等资源的发电能力和全网增供潜力，提前预 判日内平衡风险。 落实公司支持服务分布式光伏规模化开发工作方案， 在“三华”地区建设基于调控云的分布式电源调度管 理 功能，强化分布式电源的国 - 网 - 省 功率预测与监视系统。 提出分布式电源集群参与调频、调压、调峰的协同调控 方法。 提升新能源功率预测水平和气象预测预警水平，加 强 风电、光伏预测功能建设。 研究分布式资源安全接入的实现方法，研发适应分布式 资源高比例接入的边缘终端扩展应用支撑模块。 开展台区级低压分布式电源功率自主平衡试点，提 升 分布式电源调节能力。 国 调 中 心 2 年 风电、太阳能发电的出力具有明显的波动性和间歇性特征，大规模接入将使得电力系统的电压稳定、功率平衡等 面 临严峻挑战，而我国现有电力系统灵活性调峰资源的缺失和柔性控制与系统调度能力的短板难以应对大规模新 能 源接入。必须投入大量资金用于系统灵活性资源的建设、改造以及电网基础设施的升级，从而带来用能成本的 变 化，亟需从系统层面协调大规模新能源接入与用能成本、系统运行可靠性三者的协调问题。

碳园区、光储充一体、增量配电 网等 √ 微电网：具备一定自平衡能力的 中低压源网荷储电力系统，作为 一个整体与主网交互，呈现出较 有规律和确定性的发 / 用电单元 √ 虚拟电厂：将一定区域内的源网 荷储资源挖掘出不同的调节能力 , 应用数字化技术虚拟池化，实 现物理分散、逻辑聚合 √ 电力市场：新能源价值变现载体 需求响应 电力市场 电力现货 辅助服务 电力市场 增量配电网 降低用电成本 Technology 中 士 立 懿 别 混合型微网 丰 少 独立储能 地 调 营 立 负荷型微网 VPP VPP 集中风光饿 资源池 零碳园区 √ 分布式智能电网关键技术：设备制造技术和系统运行技术。 √ 设备制造技术：过去十几年，我国的新能源设备制造技术领先世界，把度电成本 降到了火电价格以下，因此未来新能源最大竞争力不是双碳情怀而是经济优势。 术将分布式电源、可控负荷和 分布式储能等资源有机结合， 通过配套的调控技术、通信技 术实现对各类分布式能源进行 整合调控，作为一个特殊电厂 参与电力市场和电网运行。 能量交互 充电桩 信息流 ----▶ 能 量 流 — — 10kV 馈线 公变台区 亿卢 电表箱 低压用户 光伏 互联网为“厂房” 以 数据为“燃料” 资源的 合理优化配置及利用 Ⅲ 信息通信技

虚拟电厂 光伏 充电桩 普通负荷 柔性负荷 火电 储能 电网 协调控制技术 智能计量技术 信息通信技术 多元聚合技术 通过智能调控、通信技术整合各种形式的分布 式发电、负荷、储能等资源，作为一个调控性 能好的“虚拟电厂”来参与电力供需调节。 虚拟电厂与微网的区别 虚拟电厂和微网是目前实现分布式电源并网最具创造力和吸引力的 2 种形式。 虚拟电厂并未改变每个分布式电源并网方式，而是通过先进的 控制、计量、通信等技术聚合分布式电源、储能系统、可控负 荷、电动汽车等不同类型的分布式能源并通过更高层面的软件 构架实现多个分布式能源的协调优化运行。它能够聚合微网所 辖范围之外的分布式电源，更有利于资源的合理优化配置及利 用。 对于微网的定义，国内一般认为：微网是指由分布式电源、储能装置、 能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统， 是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网 分派发电计划 商业型虚拟电厂（ commercial VPP ， CVPP ） 功能：从经济角度考虑，基于用户需求、负荷预测和发 电潜力预测，制定最优发电计划，参与市场竞标。 特点：打包交易，分布式资源的商业模式。 技术型虚拟电厂（ technical VPP ， TVPP ）。 功能：从电力系统整体需求考虑，结合经济调度方案， 并根据电网拓扑结构、潮流约束等条件，建立安全调度 模型，对最优经济调度方案进行修正，满足配电网安全